成像装置、成像系统和成像装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及成像装置、成像系统和成像装置的制造方法。一个实施例提供了成像装置，其包括光电转换单元以及被配置为基于由光电转换单元生成的载流子来输出信号的结型场效应晶体管。结型场效应晶体管包括形成沟道的第一导电类型的半导体区域和第二导电类型的栅极区域。第一导电类型的半导体区域包括第一区域和第二区域。第一区域和第二区域朝着沟道中的载流子漂移的方向按此顺序设置。第二区域的杂质密度低于第一区域的杂质密度。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及。
技术介绍
已提出了利用结型场效应晶体管的成像装置。日本专利公开2007-165736号描述了一种包括多个像素的成像装置。每个像素包括结型场效应晶体管。在日本专利公开2007-165736号中描述的结型场效应晶体管中，沟道区域(channel reg1n)被夹在面栅区域(surface gate reg1n)与埋栅区域(buried gate reg1n)之间。沟道区域在埋栅区域的端部连接到漏极区域。
技术实现思路
根据本公开的一方面，提供了一种成像装置。该成像装置包括:光电转换单元；以及结型场效应晶体管，被配置为基于由光电转换单元生成的载流子来输出信号。结型场效应晶体管包括形成沟道的第一导电类型的半导体区域。结型场效应晶体管包括第二导电类型的栅极区域。第一导电类型的半导体区域包括第一区域和第二区域。第一区域和第二区域朝着沟道中的载流子漂移的方向按此顺序布置。第二区域的杂质密度低于第一区域的杂质密度。根据本公开的另一方面，提供了一种成像装置。该成像装置包括:光电转换单元；以及结型场效应晶体管，被配置为基于由光电转换单元生成的载流子来输出信号。结型场效应晶体管包括形成沟道的第一导电类型的半导体区域。结型场效应晶体管包括第二导电类型的栅极区域。在第一导电类型的半导体区域的至少一部分中，杂质密度分布被形成为使得杂质密度随着位置朝着沟道中的载流子漂移的方向移动而变低。根据本公开的另一方面，提供了一种成像装置。该成像装置包括:光电转换单元；以及结型场效应晶体管，被配置为基于由光电转换单元生成的载流子来输出信号。结型场效应晶体管包括第一导电类型的沟道区域、第一导电类型的源极区域、第一导电类型的漏极区域和第二导电类型的栅极区域。沟道区域包括第一区域和第二区域。第一区域和第二区域从源极区域到漏极区域按此顺序布置。第二区域的杂质密度低于第一区域的杂质密度。根据本公开的另一方面，提供了一种成像装置。该成像装置包括光电转换单元；以及结型场效应晶体管，被配置为基于由光电转换单元生成的载流子来输出信号。结型场效应晶体管包括第一导电类型的沟道区域、第一导电类型的源极区域、第一导电类型的漏极区域和第二导电类型的栅极区域。在沟道区域的至少一部分中，杂质密度分布被形成为使得杂质密度随着位置从源极区域移到漏极区域而变低。根据本公开的另一方面，提供了一种成像装置。该成像装置包括:光电转换单元；以及结型场效应晶体管，被配置为基于由光电转换单元生成的载流子来输出信号。结型场效应晶体管包括第一导电类型的沟道区域、第一导电类型的源极区域、第一导电类型的漏极区域和第二导电类型的栅极区域。漏极区域的杂质密度低于沟道区域的杂质密度。根据本公开的另一方面，提供了一种成像系统。成像系统包括上述的成像装置和被配置为处理从成像装置输出的信号的信号处理单元。根据本公开的另一方面，提供了一种成像装置的制造方法。该成像装置包括:光电转换单元；以及被配置为基于由该光电转换单元生成的载流子来输出信号的结型场效应晶体管。该制造方法包括形成第一导电类型的半导体区域和结型场效应晶体管的栅极区域的步骤，所述栅极区域具有第二导电类型并且被布置在与第一导电类型的半导体区域不同的深度处。通过使用限定第一开口的第一掩模以杂质掺杂半导体衬底来形成第一导电类型的半导体区域和栅极区域。该制造方法包括通过使用限定第二开口的第二掩模以杂质掺杂半导体衬底来形成结型场效应晶体管的具有第一导电类型的沟道区域的步骤。在形成第一导电类型的半导体区域时以杂质掺杂的区域与在形成沟道区域时以杂质掺杂的区域交叠。第二开口的第一部分到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影与第一开口到该平面上的正交投影交叠。第二开口的不同于第一部分的第二部分到该平面上的正交投影与第一掩模到该平面上的正交投影交叠。参考附图根据下列示范性实施例的描述，本公开的更多特征将变得清楚。【附图说明】图1是示意性示出成像装置的平面结构的图。图2是示意性示出成像装置的截面结构的图。图3A是示意性示出成像装置的截面结构的图。图3B是示意性示出成像装置的截面结构的图。图4A-4C是说明成像装置的制造方法的图。图5A-5B是示意性示出在制造成像装置时所使用的掩模的图。图6A是示意性示出成像装置的截面结构的图。图6B是示意性示出成像装置的截面结构的图。图6C是示意性示出成像装置的截面结构的图。图7A是示意性示出成像装置的平面结构的图。图7B是示意性示出成像装置的截面结构的图。图7C是示意性示出成像装置的截面结构的图。图8是示意性示出成像装置的平面结构的图。图9A是示意性示出成像装置的截面结构的图。图9B是示意性示出成像装置的截面结构的图。图10A-10C是说明成像装置的制造方法的图。图11是成像系统的框图。【具体实施方式】根据本公开的一些实施例，可以减小噪声。在专利技术人已知的结型场效应晶体管中，当电流流过结型场效应晶体管的沟道时，在结型场效应晶体管的漏极附近可生成大电场。该大电场可引起碰撞电离，因此可生成载流子。所生成的载流子可进入到结型场效应晶体管的栅极区域中，由此可生成噪声。本公开的一些实施例提供了包括结型场效应晶体管的成像装置，其中可以减小噪声。本公开的实施例提供了包括多个像素的成像装置。每个像素包括结型场效应晶体管(以下称为JFET)。JFET包括分别形成在半导体衬底中的栅极区域、沟道区域、漏极区域和源极区域。在JFET中，栅极区域的导电类型不同于沟道区域、漏极区域和源极区域的导电类型。在本实施例中，成像装置利用了其中沟道电流的方向与半导体衬底的表面平行的横向JFET(lateral JFET)。因此，当在平面视图中观看时，漏极区域和沟道区域是相邻布置、定位、放置或设置的。在本说明书中，当提到在平面视图中观看时构件的布置、位置或形状时或者只是提到在平面视图中构件的布置、位置或形状时，意指被垂直投影到与半导体衬底的表面平行的平面上的构件的正交投影的布置、位置或形状。因此，漏极区域到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影和沟道区域到该平面上的正交投影彼此相邻。半导体衬底的表面被定义为半导体区域与绝缘体之间的界面。投影可以是当物体暴露于与某平面垂直的平行光线时在该平面上产生的该物体的阴影。根据本公开的实施例的特征在于形成JFET的沟道的具有第一导电类型的半导体区域的杂质密度分布或者杂质分布。形成沟道的半导体区域被限定为要作为JFET的沟道电流的路径的区域。具有第一导电类型的半导体区域包括第一区域和具有比第一区域的杂质密度低的杂质密度的第二区域。第一区域和第二区域朝着沟道中的载流子漂移的方向按此顺序被布置、定位、放置或设置。在另一方面中，在形成JFET的沟道的具有第一导电类型的半导体区域的至少一部分中，杂质密度分布或者杂质分布被形成为使得杂质密度沿着沟道中的载流子漂移的方向变低。在一些实施例中，形成沟道的半导体区域包括沟道区域、漏极区域和源极区域。在这些实施例中，漏极区域的杂质密度低于沟道区域的杂质密度。或者，在这些实施例中，在沟道区域的至少一部分中，杂质密度分布或者杂质分布被形成为使得杂质密度随着从源极区域到漏极区域而变低。第一导电类型为N型的实施例包括具有N型沟道区域的JFET。在此情况下，载流子指的是电子。电子朝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像装置，包括：光电转换单元；以及结型场效应晶体管，被配置为基于由所述光电转换单元生成的载流子来输出信号，其特征在于，其中所述结型场效应晶体管包括形成沟道的第一导电类型的半导体区域和第二导电类型的栅极区域，所述第一导电类型的半导体区域包括第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域是朝着所述沟道中的载流子漂移的方向按此顺序设置的，并且所述第二区域的杂质密度低于所述第一区域的杂质密度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：篠原真人，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP